深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法技術

本發(fā)明專利技術提出的一種深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，在鍍鉻槽邊安裝有多個分流嘴的循環(huán)過濾機，分流嘴通過導管接入槽中每個鍍鉻零件深孔循環(huán)，電鍍過程中鍍鉻槽液不間斷循環(huán)補充；穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3：220～250g/L，H2SO4：2.2～2.5g/L，Cr3+：2～4g/L；CrO3:H2SO4=95:100～100:105；增大陽極面積，減少陰陽極面積之比；將陽極棒四周沿軸線制4～8個矩形槽后再鑄鉛，在同等的直徑下增大陽極的面積。本發(fā)明專利技術通過循環(huán)過濾機循環(huán)電鍍過程中鍍鉻零件內(nèi)孔槽液，不間斷補充更新零件內(nèi)孔槽液，鍍鉻液與整個鍍鉻零件內(nèi)部槽液不斷交換，鉻鍍層結合充分，鍍層厚度均勻，結晶細致、表面光潔平整，顯著提高了深孔加厚鍍硬鉻合格率。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術是關于，尤其是黑色金屬內(nèi)孔加厚鍍硬鉻厚度大于100 μ m、孔深為300mm以上的工藝方法。
技術介紹
目前各國鍍硬鉻的工藝，其陰極電流效率為12- 14%。沉積速度為12 - 25 μ m/h，電流效率為20 - 25%。這種鍍硬鉻工藝是效率最低、槽壓最高、能耗最大、分散能力最差的，而且無法解決加厚鍍硬鉻鍍層爆皮和不易克服鍍層中經(jīng)常出現(xiàn)麻點、針孔問題，尤其是產(chǎn)生黑色的粗糙沉積層，在此粗糙的沉積層表面繼續(xù)加厚的鉻層就會顯得更粗糙，而且鍍層的結合力也將受到影響。鍍內(nèi)鉻時，產(chǎn)生針孔、麻點等缺陷產(chǎn)生的幾率會大大增加，這是因為電鍍時氫在陰極上析出后，經(jīng)常呈氣泡狀粘附在電極表面，造成該處絕緣，使金屬離子不能在粘附氣泡的地方放電，只能在氣泡的周圍放電，如果電鍍過程中總是滯留在一個地方，就會在鍍層中形成空洞或縫隙叫針孔。如果氫氣在陰極上附著不牢固，發(fā)生周期性的滯留與脫落，就會出現(xiàn)麻點。根據(jù)成因，因鍍內(nèi)鉻時受零件結構限制，槽液的流動性差，必須增加零件內(nèi)孔槽液的流動性，減少氫氣在電極上的粘附，從而較少鉻層針孔、麻點的產(chǎn)生。盡管多年來，很多人致力于鍍鉻工藝的研究，也開發(fā)出了一些有價值的工藝，雖然提高了鍍層結合力和鍍層光亮度，避免了鉻液的報廢，但仍然不能從根本上解決鍍層鼓泡、脫落、針孔、麻點等問題。雖然國內(nèi)外對深孔高速鍍硬鉻工藝已經(jīng)進行了大量實驗研究，尤其是對鍍前處理、施鍍方法、防鍍手段及獲得均勻鍍層進行深入研究，由于深孔加厚鍍硬鉻具有相當難度，對有些關鍵、重要的零部件有耐磨性、耐腐蝕等性能的要求，如活塞桿、外筒等高難度、高要求鍍件，工件幾何形狀復雜對鉻層的氣密性、孔隙率、硬度都有很高的要求。電鍍中主要缺陷為鼓泡、龜裂、針孔、麻點、甚至大面積無鍍層，一般工藝很難解決。鍍內(nèi)鉻時產(chǎn)生這些缺陷些的幾率會大大增高，解決的難度就就隨之增大。深孔加厚鍍硬鉻中，由于影響鍍鉻質(zhì)量的因素很多，也很復雜，鉻層質(zhì)量與溫度、電流密度、鉻酐及硫酸的含量等有著密切關系。深孔加厚鍍內(nèi)鉻主要有三大影響因素1、鍍鉻溶液在鍍內(nèi)鉻時槽液流動性差；2、鍍鉻液成份變化大不穩(wěn)定，3、鍍內(nèi)鉻時鍍鉻液中的硫酸與三價鉻比例失調(diào)( 三價鉻與六價鉻在不同的陰、陽極面積及電流密度不同時會互相轉(zhuǎn)換)。如長時間鍍內(nèi)孔鉻，陽極面積小于陰極面積，隨著電鍍時間的增長，三價鉻就會上升，若三價鉻過高，鍍液覆蓋能力顯著下降，鍍層光亮差，表面易產(chǎn)生麻點和裂紋。鍍液中的S04卜和陰極生成的三價鉻雖不直接參與電極反應，但它們的存在和含量對鍍鉻層質(zhì)量至關重要。鍍鉻中如何嚴格控制它們的含量，特別是鉻酐與硫酸的比值一直是業(yè)內(nèi)頭痛的問題。工藝上常采用先噴丸后鍍100 μ m以上硬鉻層零件的結構來說，鍍外鉻容易保證一些，深孔鍍內(nèi)鉻就比較困難，特別是外形比較復雜的筒體類零件，如內(nèi)孔直徑為Φ20 Φ 120mm，孔深為300 1200mm之間的深孔加厚鍍硬鉻，鍍鉻時間一般在7小時以上。由于鉻層厚，在鍍鉻層上不允許有氣孔、針眼、麻點等缺陷，內(nèi)孔加厚鍍鉻本身就容易出現(xiàn)鍍層缺陷，鍍鉻工藝上難度很大。深孔鍍內(nèi)鉻時，槽液不易循環(huán)，流動性差，長時間的鍍鉻，使鍍鉻溶液的成分變化大，硫酸與三價鉻的比例容易失調(diào)，雖然通過多次工藝試驗，仍然無法解決深孔零件加厚鍍內(nèi)鉻的質(zhì)量問題。鉻層質(zhì)量難以控制是造成返工的一個主要因素。由于反修率大，合格率一般僅有45% 60%，已成為產(chǎn)品質(zhì)量難以控制的瓶頸。鍍層的質(zhì)量直接影響到零件的使用壽命和工作效率，使業(yè)內(nèi)深深感受到深孔鍍內(nèi)鉻質(zhì)量是個永遠的問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是針對現(xiàn)有技術存在的上述不足之處，提供一種鍍液性能穩(wěn)定，鉻鍍層結合好，結晶細致、表面光潔平整、鍍層厚度均勻，能夠顯著提高合格率高的。本專利技術的上述目的可以通過以下措施來實現(xiàn)，一種，其特征在于包括如下步驟 1)在鍍鉻槽邊安裝一個有多個分流嘴的循環(huán)過濾機，分流嘴通過槽液分流器相連的過濾導管接入槽中每個鍍鉻零件的深孔，使鍍鉻槽液在零件內(nèi)部不停地由下而上的循環(huán)，在電鍍過程中，槽液在鍍鉻零件內(nèi)孔不間斷進行循環(huán)、補充，更新，使零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個鍍鉻槽液不斷交換； 2)穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3:220 250g/L,H2SO4:2. 2 2. 5g/L, Cr3+ 2 4g/L;Cr03 :H2S04=95:100 100:105 ; 3)增大陽極面積，減少陰陽極面積之比；將陽極棒四周沿軸線制4 8個矩形槽后再鑄鉛，在同等的直徑下增大50 65%的陽極面積。上述方法是經(jīng)過無數(shù)次試驗得出的。本專利技術相比于現(xiàn)有技術具`有如下有益效果。本專利技術在過濾機進液管道口安裝多過分流嘴，不斷補充、更新，不斷交換零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個鍍鉻槽液混合，穩(wěn)定鍍鉻槽液的成分及硫酸與三價鉻的比例，另一方面也提聞槽液的清潔度，從而提聞鍛絡質(zhì)量。在現(xiàn)有技術中，因受所鍍內(nèi)孔大小的限制，內(nèi)陽極的面積是小于陰極的。在電鍍過程中，內(nèi)孔中槽液的三價鉻會不斷增高，槽液的濃度會不斷變低，電鍍時間越長，三價鉻、濃度就會變化越大。本專利技術增加內(nèi)孔循環(huán)裝置后，變化的三價鉻、槽液的濃度隨之被帶出與整個鍍鉻槽液混合，從而穩(wěn)定三價鉻和槽液的成分。本專利技術采用機械密封循環(huán)過濾機內(nèi)裝內(nèi)流式結構，在長期運轉(zhuǎn)中無需潤滑、冷卻、無泄漏。鉻層質(zhì)量有顯著提高，加厚內(nèi)孔鍍鉻的合格率提高到96%以上，解決了深孔加厚鍍硬鉻類質(zhì)量控制的技術瓶頸。本專利技術將穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3:220 250g/L，H2SO4:2. 2 2. 5g/L,Cr3+ 2 4g/L;Cr03 :H2S04=95:100 100:105 ;鍍液性能穩(wěn)定。本專利技術通過循環(huán)過濾機循環(huán)電鍍過程中鍍鉻零件內(nèi)孔槽液，不間斷補充更新零件內(nèi)孔槽液，鍍鉻液與整個鍍鉻零件內(nèi)部槽液不斷交換，通過以上專利技術，鉻鍍層結合力好，鍍層厚度均勻，結晶細致、表面光潔平整，顯著提高了深孔加厚鍍硬鉻合格率。附圖說明圖1是本專利技術過濾機與鍍鉻槽的安裝透視示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖中1槽液分流器，2快換接頭，3循環(huán)過濾機，4鍍槽陽極，5過濾導管，6鍍槽陰極，7陽極導電線，8零件象形內(nèi)陽極，9鍍內(nèi)鉻夾具，10鍍鉻零件，11鍍槽。具體實施例方式為了有效的提高內(nèi)鉻的質(zhì)量，提高合格率，首先要解決鍍鉻槽液在零件內(nèi)的流動性，穩(wěn)定鍍液的成分及比例一般控制在CrO3:220 250g/L, H2SO4:2. 2 2. 5g/L, Cr3+ 2 4g/L; CrO3 : H2S04=95:100 100:105。鍍槽陰極6位于上下平行的鍍槽陽極4之間，陽極導電線7通過鍍槽11下方鍍槽陽極4相連鍍槽陰極6。鍍內(nèi)鉻夾具9排列在鍍槽11的掛桿上，鍍鉻零件10通過鍍內(nèi)鉻夾具9固聯(lián)，零件象形內(nèi)陽極8鍍鉻零件10內(nèi)孔與誰相連。通過在鍍鉻槽邊安裝一個耐酸堿、耐100°C溫度以下的循環(huán)過濾機3，在循環(huán)過濾機3進液管道口安裝有若干個經(jīng)槽液分流器I的分流嘴，分流嘴通過帶快換接頭2的過濾導管5接入槽中每個鍍鉻零件10的內(nèi)部，使鍍鉻槽液在鍍鉻零件10內(nèi)部不停的由下而上的循環(huán)，鍍鉻零件10內(nèi)孔槽液的循環(huán)在電鍍過程中不間斷的進行，內(nèi)孔的槽液得到不斷的補充、更新，使鍍鉻零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個鍍鉻槽液不斷交換。另一方面，增大鍍槽陽極4面積，減少陰陽極面積之比，降低三價鉻的增長速度；陽極面積與陰陽極本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于包括如下步驟：1）在鍍鉻槽邊安裝一個有多個分流嘴的循環(huán)過濾機，分流嘴通過槽液分流器相連的過濾導管接入槽中每個鍍鉻零件的深孔，使鍍鉻槽液在零件內(nèi)部不停地由下而上的循環(huán)，在電鍍過程中，槽液在鍍鉻零件內(nèi)孔不間斷進行循環(huán)、補充，更新，使零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個鍍鉻槽液不斷交換；2）穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3:220～250g/L,H2SO4:2.2～2.5g/L,?Cr3+：2～4g/L;CrO3?:H2SO4=95:100～100:105；3）增大陽極面積，減少陰陽極面積之比；將陽極棒四周沿軸線制4～8個矩形槽后再鑄鉛，在同等的直徑下增大陽極面積。

【技術特征摘要】
1.一種深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于包括如下步驟 1)在鍍鉻槽邊安裝一個有多個分流嘴的循環(huán)過濾機，分流嘴通過槽液分流器相連的過濾導管接入槽中每個鍍鉻零件的深孔，使鍍鉻槽液在零件內(nèi)部不停地由下而上的循環(huán)，在電鍍過程中，槽液在鍍鉻零件內(nèi)孔不間斷進行循環(huán)、補充，更新，使零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個鍍鉻槽液不斷交換； 2)穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3:220 250g/L,H2SO4:2. 2 2. 5g/L, Cr3+ 2 4g/L;Cr03 :H2S04=95:100 100:105 ; 3)增大陽極面積，減少陰陽極面積之比；將陽極棒四周沿軸線制4 8個矩形槽后再鑄鉛，在同等的直徑下增大陽...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：肖娟，孫少平，胡蓉平，
申請(專利權)人：四川凌峰航空液壓機械有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：